(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材をその上面に吸引保持する裁断テーブルと、前記裁断テーブル上に水平動自在に設けられた裁断ヘッドと、前記裁断ヘッドに設けられ上下往復動によって前記シート材を裁断する裁断刃と、前記裁断ヘッドに設けられ前記裁断刃を前記シート材から離間した上昇位置と前記シート材を裁断する裁断位置との間で昇降させる昇降シリンダとを備えたシート材の裁断装置であって、
前記裁断刃の刃先近傍に設けられた通気パイプと、
前記裁断刃の両側面であって、該裁断刃の平部の長手方向に沿って設けられた２本の溝と、
前記昇降シリンダの下降空気導入部に供給される空気の一部を分岐させて前記通気パイプに供給させる電磁弁とを備え、
前記通気パイプから前記裁断刃の刃先に向けて空気を噴出することにより、裁断刃を冷却するとともに前記溝を通じてシート材の裁断面を冷却するようにしたことを特徴とするシート材の裁断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材を裁断するシート材の裁断装置に関する。さらに詳しくは、積層されたシート材を裁断刃によって裁断するシート材の裁断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、積層されたシート材を剛毛ベッドが敷設された裁断テーブル上に吸引保持し、前記裁断ヘッドを水平方向に移動させながら、前記裁断ヘッドに設けられた裁断刃の上下往復動によって予め設定された形状に前記シート材を裁断するシート材の裁断装置が知られている。
【０００３】
上記の裁断刃は、裁断ヘッドから下方に向けて装着され、この裁断刃を上下に往復動させながら、前記シート材を貫通し、前記裁断刃の刃先を切断方向に向けながら前記シート材を裁断していくようになっている。従って、前記裁断刃の刃先及び裁断刃の両側面は、シート材に接しながら上下の往復動をするため、摩擦熱を発することになる。この摩擦熱の発生量が多いと、裁断刃及び裁断刃の周囲のシート材の温度が上昇し、特にナイロンやポリエステル等の合成繊維や、糊付きの芯地などが使用された場合、裁断面のシート材が溶着し、積層されたシート材が個々に分離できなくなったり、さらには裁断刃自体にシート材の屑や糊材の溶着屑が付着し裁断刃の切れ味が落ちたりする問題がある。
【０００４】
このため、裁断速度を極端に低下させて摩擦熱の発生量を少なくしたりすることが行なわれているが、裁断効率が低下する問題がある。
【０００５】
そこで、裁断刃の峰（背面）の部分に溝を形成し、裁断時の空気の流れによって前記溝に空気を流入させ、裁断刃を内部から冷却して溶着の発生を防止することが行なわれている（例えば特許文献１）。
【０００６】
また、裁断刃に中空部を形成し、その側面に前記中空部に連通する孔を設けて、その中空部に冷気を供給して孔から噴出させ、裁断部分を冷却する裁断刃も開示されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−４４０３０号公報
【特許文献２】特開２０００−４２９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１の裁断刃は、峰（背面）の部分に溝が形成されているものの、強制的な空気の導入がないため、冷却効率を上げるためには大きな溝を設けなければならず、結果、剛性が低下し、裁断刃自体が切断抵抗に負けて反ったり、破損したりする場合があった。上記のように裁断刃が反った場合、所定の形状にシート材を切断できない問題がある。
【０００９】
また、特許文献１の裁断刃は冷却される部分が刃先ではなく、刃先とは反対側の峰が冷却されるが、実際、裁断中に一番大きな摩擦熱を受けるのは刃先であり、この特許文献１の裁断刃では、十分に裁断刃の刃先を冷却することができず、刃先に溶着屑が付着したり、シート材の溶着を完全には防止できない問題があった。
【００１０】
また、特許文献１の裁断刃は、上記のように峰（背面）に溝が形成されているため、シート材と接する接触面積の低減には何ら貢献しておらず、裁断時のシート材と裁断刃との接触による摩擦熱を直接受けることになるため、シート材の溶着や裁断刃への溶着屑の付着を完全には防止できない問題があった。
【００１１】
また、特許文献２の裁断刃は、中空に形成されているために裁断刃の剛性が保てず破損する問題や、裁断刃の加工が複雑化する問題がある。さらに、裁断刃の冷却のために新たに空気供給源としてコンプレッサー等を設けなければならず、コストが高く付く問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、裁断刃の剛性を保ちながらシート材の溶着及び裁断刃への溶着屑の付着を防止し、精度の良い裁断が行なえるシート材の裁断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、請求項１の発明は、シート材をその上面に吸引保持する裁断テーブルと、前記裁断テーブル上に水平動自在に設けられた裁断ヘッドと、前記裁断ヘッドに設けられ上下往復動によって前記シート材を裁断する裁断刃と、前記裁断ヘッドに設けられ前記裁断刃を前記シート材から離間した上昇位置と前記シート材を裁断する裁断位置との間で昇降させる昇降シリンダとを備えたシート材の裁断装置であって、前記裁断刃の刃先近傍に設けられた通気パイプと、前記裁断刃の両側面であって、該裁断刃の平部の長手方向に沿って設けられた２本の溝と、前記昇降シリンダの下降空気導入部に供給される空気の一部を分岐させて前記通気パイプに供給させる電磁弁とを備え、前記通気パイプから前記裁断刃の刃先に向けて空気を噴出することにより、裁断刃を冷却するとともに前記溝を通じてシート材の裁断面を冷却するようにした構成を採用したシート材の裁断装置である。
【００１４】
また、上記裁断ヘッドの裁断刃を裁断位置へと昇降させるシリンダへの下降空気を分岐して前記空気噴出部に接続することで、別途空気噴出用のコンプレッサー等を設けることなく、裁断時には空気噴出部から空気を噴出できる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように裁断刃の両側面に前記裁断刃の長手方向に沿って溝を形成するとともに前記裁断刃の刃先に向けて空気を噴出する空気噴出部を設け、前記空気噴出部から空気を噴出することにより、裁断刃を冷却するとともに前記溝を通じてシート材の裁断面を冷却するようにしたので、裁断刃の一番摩擦熱の発生が多い刃先を効率的に冷却でき、しかも裁断刃の剛性を保った状態で設けられた溝により、シート材と接する部分も冷却できるので、シート材の裁断面の溶着がなく、裁断刃への溶着屑の付着もない。
【００１６】
シート材の裁断面の溶着がないので、裁断速度を極端に低減することなく裁断でき、生産効率が低下することがない。また、シート材の分離が容易になる。
【００１７】
また、裁断刃に溶着屑が付着することがないので裁断刃の交換頻度も少なくなり生産効率が向上する。また、裁断刃の両側面に裁断刃の長手方向に沿って溝を形成したので、裁断刃の剛性を保ちながら、シート材との接触面積を低減でき、さらには、空気噴出部から噴出された空気を前記溝に沿ってシート材内部にまで通気できるので、精度良い裁断とシート材の溶着を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のシート材裁断装置の斜視図である。
【図２】本発明のシート材裁断装置の裁断ヘッド部の正面図である。
【図３】図２の一部を切り欠いたＡ−Ａ方向矢視平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ方向矢視断面図である。
【図５】（ａ）本発明のシート材裁断装置に用いる裁断刃の正面図。          （ｂ）本発明のシート材裁断装置に用いる裁断刃のＣ−Ｃ方向矢視断面図。
【図６】本発明のシート材裁断装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のシート材裁断装置の一実施形態について図１乃至図６に基づいて以下に説明する。
【００２０】
図１は本発明のシート材の裁断装置の全体を表す斜視図であり、シート材２を吸引保持する剛毛２３が敷き詰められた裁断テーブル５が水平に設けられ、その裁断テーブル５上には裁断テーブル５に沿って移動自在なＹビーム２が掛け渡されている。
【００２１】
前記のＹビーム２には、レール２２が敷設され、そのレール２２上にはレール２２に沿ったＹ方向に移動自在な裁断ヘッド４が設けられており、この裁断ヘッド４に設けられた裁断刃６が、裁断テーブル５上に吸引保持されたシート材３を貫通しながら上下に往復動し、シート材３を図示しない制御手段により予め設計された形状に裁断するようになっている。なお、裁断部の吸引力を高めるためにシート材３には適宜、ビニールシート２５が被せられる。
【００２２】
次に図２乃至図５に基づいて裁断ヘッド４及び装着される裁断刃６について説明する。
【００２３】
図２のように、裁断ヘッド４は、Ｙビーム２上に水平に設けられたヘッド支持板３０に支持されており、このヘッド支持板３０の下面に取り付けられたスライダ３１がレール２２と摺動可能に嵌合することで、図示しない適宜の駆動手段により裁断ヘッド４がＹビーム２上を移動するようになっている。
【００２４】
前記ヘッド支持板３０と垂直にヘッド固定板２９が立設され、このヘッド固定板２９の下端には昇降シリンダ２８がヘッド固定板２９と平行に立設固定されている。
【００２５】
また、上記の昇降シリンダ２８の軸には、裁断刃６を下方に向けて保持するとともに裁断刃６を往復動させる駆動機構２６が設けられた昇降枠２７が接続されており、上記昇降シリンダ２８を駆動させることで、図示しないレールに沿って図示二点鎖線位置から実線のシート材３の裁断位置まで裁断刃６を下降させるようになっている。
【００２６】
また、前記昇降枠２７の鉛直下方には裁断刃６に沿って２本の支持棒１３が固定されており、その先端にシート材３を適宜の圧力で押圧支持するシート押え１１が固定されている。このシート押え１１は、図３及び図４のように円形で内部が空間となったシート押え枠２４とその内部に固定され裁断刃６をガイドするガイドブロック１４と蓋１２とで構成され、これらの中央部には裁断刃６が挿通する穴が設けられている。また、蓋１２上には、裁断刃６の峰（背面）を支持するガイド２１が設けられている。
【００２７】
なお、上記のシート材３の裁断位置は、通常、シート押え１１がシート材３を押圧するまで下降させた位置に設定されるが、シート材３の溶着防止の面から僅か（１〜６ｍｍ程度）に浮かせることが好ましい。このようにシート材３の表面からシート押え１１を僅かに浮かせることで、シート材３の押圧によるシート材３の圧縮が防止され、積層されたシート材３間の隙間に空気が流入し易くなり、冷却効率が高まる。また、シート押え１１とシート材３との隙間に空気が流入し易くなり冷却効率が高まる。但し、シート押え１１は、裁断刃６を支持する役割とシート材３が裁断刃６の往復動により上下動するのを抑える役割もあることから、あまり大きく浮かせると切断精度が低下する問題がある。
【００２８】
前記ガイドブロック１４は、上部から見ると十字状となった開口部１５が設けられており、この開口部１５には、裁断刃６が往復動する際にその両側面８、８を支持するガイドローラ１６、１６が裁断刃６を挟持するように設けられている。また、同じく開口部１５の裁断刃６の峰（背面）側には、裁断刃６の峰（背面）を支持する凸状に中央が突出したガイドローラ１７が設けられている。なお、図４のように前記ガイドローラ１６、１６は下方にも同様に両側に一対設けられている。
【００２９】
また、前記ガイドブロック１４の前方側（裁断刃６の刃先７側）は、スリット状に開口しており、この開口には、蓋１２から挿入された通気パイプ１９（空気噴出部、以後単に通気パイプと呼ぶ）が、刃先７に沿った下方に向けて設けられている。この通気パイプ１９は、蓋１２に適宜な固定部材２０で固定され、後端は通気ホース１８と接続されている。
【００３０】
図６のように、エア供給源３２から供給される空気は、電磁弁３３を介して昇降シリンダ２８の下降空気導入部３４に導かれるとともに、前記電磁弁３３と下降空気導入部３４の間で分岐された通気ホース１８が通気パイプ１９と接続されることにより、エア供給源３２から供給される空気の一部が通気パイプ１９から噴出するようになっている。
【００３１】
すなわち、昇降シリンダ２８を作用させて昇降枠２７を下降させ、裁断刃６をシート材３の裁断位置まで下降させる際に前記昇降シリンダ２８に作用させる下降空気の一部を分岐させて裁断刃６の刃先７を冷却させるようになっている。従って、エア供給源３２を裁断刃６の冷却用に別途設ける必要がない。
【００３２】
また、昇降シリンダ２８により、昇降枠２７を上昇させる時は、電磁弁３３を切り替えて上昇空気導入部３５に空気を導入することで行なわれ、この時は、裁断動作を行なわないので通気パイプ１９には空気は通気されない。
【００３３】
次に本発明で使用する裁断刃６の詳細について図５（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。
【００３４】
裁断刃６は、シート材３を裁断する刃先７が裁断刃６の長手方向に沿って設けられており、その両側面８、８の刃先７の後方部分に裁断刃６の長手方向に沿って溝９、９が設けられている。このように溝９、９を設けることで裁断刃６の両側面８、８と裁断時のシート材３との接触面積が低減されるとともに、前記通気パイプ１９から噴出された空気が刃先７を冷却する。また、前記通気パイプ１９から噴出された空気は、ガイドブロック１４の開口部１５を通じて溝９、９に流れ、シート材３と接触する部分を冷却することになる。また、裁断テーブル５は、下方から吸引されているので冷却空気は、シート材３の上面から下面に向かって流れることになる。
【００３５】
従って、摩擦熱の発生量が多い裁断刃６の刃先７から、刃先７に比べ摩擦熱の発生量が少ない両側面８、８部分及び裁断刃６の後方部分に掛けて順番に冷却されるので効率良く裁断部が冷却され、シート材３の溶着及び溶着屑の裁断刃６への付着が起こらない。
【００３６】
例えば、一例としてシート材３に糊材付きの芯地（ナイロン素材）を用いて１５枚積層し、裁断刃６を毎分約４５００回転（コーナー部は毎分約１０００回転）で往復動させ、１５ｍ／ｍｉｎの速度条件で裁断した場合、本発明の適用前では刃先７付近の温度が約９０℃まで上昇したのに対し、空気を通気パイプ１９から通気しながら裁断した場合は、裁断中の裁断刃６の刃先７付近の温度を約５０℃まで下げることができたが完全には芯地の溶着を防止できなかった。また、裁断刃６の両側面８、８に幅約１ｍｍ、深さ約０．３ｍｍの溝９、９を設けると裁断中の裁断刃６の温度を約３５℃まで下げることができ、芯地の溶着及び刃先７への切屑の付着を完全に防止できた。
【００３７】
以上が、本発明の実施形態であるが、上記には限定されない。例えば、本実施形態においては空気噴出部としての通気パイプ１９を刃先７に沿って設けたが、刃先７に向けて直接前方から噴出させるようにしても良い。また、裁断刃６の溝９については裁断刃６の剛性が保てる範囲で広く及び／または深く設けるようにすれば、さらに裁断刃６とシート材３の接触面積が減少し、効率良く冷却できる。
【００３８】
また、シート押え１１についても本実施形態においてはシート材３から僅かに浮かせるようにしたが、シート材３の材質や切断厚みに応じて適宜に設定すれば良く、通常通り、シート材３に押圧力を与えたり、シート材３と接する程度に設定することもでき、特定の箇所でシート押え１１の高さを変更することもできる。
【符号の説明】
【００３９】
１    シート材裁断装置
２    Ｙビーム
３    シート材
４    裁断ヘッド
５    裁断テーブル
６    裁断刃
７    刃先
８    側面
９    溝
１０    固定穴
１１    シート押え
１２    蓋
１３    支持棒
１４    ガイドブロック
１５    開口部
１６    ガイドローラ
１７    ガイドローラ
１８    通気ホース
１９    通気パイプ（空気噴出部）
２０    固定部材
２１    ガイド
２２    レール
２３    剛毛
２４    シート押え枠
２５    ビニールシート
２６    駆動機構
２７    昇降枠
２８    昇降シリンダ
２９    ヘッド固定板
３０    ヘッド支持板
３１    スライダ
３２    空気供給源
３３    電磁弁
３４    下降空気導入部
３５    上昇空気導入部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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